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凌凡沉浸在“建模”
、“动态分析”
、“过程演化”
的思维世界里,感觉自已正逐渐构建起一套强大的理论武器库。
然而,物理毕竟是一门建立在实验基础上的自然科学,再精妙的模型和理论,若脱离了现实的检验,也无异于空中楼阁。
这个机会,随着新学期的第一堂物理实验课,到来了。
实验课教室不同于普通教室,长长的实验台上摆放着各种陌生的仪器:气垫导轨、光电门、打点计时器、各种滑块、砝码、力传感器……空气中弥漫着金属、润滑油和一丝若有若无的静电味道。
同学们都显得有些兴奋和新奇。
这周实验的主题是:“验证牛顿第二定律”
。
实验原理很简单:利用滑轮和细绳连接小车(质量)与砝码(质量),使砝码的重力作为拉小车运动的合外力(f≈g,需满足<<以减少误差),通过打点计时器在纸带上打出点迹,测量小车的加速度a。
改变砝码质量(改变外力f)或小车质量,测量多组a,验证a与f成正比、与成反比的关系。
郑老师简单讲解了实验步骤和注意事项后,便让大家分组动手操作。
凌凡和赵鹏以及另一个女生分在一组。
赵鹏跃跃欲试,抢先拿起砝码往绳子上挂。
“先来个重的!
拉力大,跑得快,好测量!”
他挂上了一个50g的砝码,然后松手。
小车“嗖”
地一下窜了出去,打点计时器在纸带上打出一排稀疏的点迹。
“搞定!”
赵鹏得意地扯下纸带。
凌凡却皱起了眉头。
他拿起纸带,点迹又少又稀疏,几乎无法精确测量位移。
“这样不行,”
他摇头,“点太稀,测量误差太大。
而且,”
他指了指实验原理,“要求<<,我们小车质量才200g,你挂50g,=025,已经不满足‘远小于’了,系统误差会很大。”
赵鹏挠挠头:“啊?这么麻烦?那挂多少?”
“先挂个10g的试试。”
凌凡说道,同时检查气垫导轨是否水平,细绳是否与导轨平行,尽量减少摩擦力和其他系统误差。
这些细节,都是理论课上强调,但极易被忽略的。
换上10g砝码,小车运动平稳了许多,打点计时器在纸带上打出了清晰而密集的点迹。
“太好了!”
同组的女生负责记录数据。
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